架空线原理
一、引言
架空线是一种高压输电线路结构，其主要特点是将导线悬挂在高塔上方，以减少与地面的接触，从而降低了绝缘子串的数量和维护成本。架空线在电力系统中占有重要地位，其输电能力、可靠性和经济性都比地下电缆更为优越。本文将详细介绍架空线的原理。
二、架空线结构
架空线主要由导线、杆塔和绝缘子组成。导线是输送电能的主体，通常采用铝合金或钢芯铝绞线；杆塔是支撑导线的结构体，通常采用钢管或混凝土杆；绝缘子则起到隔离导线与杆塔之间的作用。
三、架空线原理
1. 电场分布原理
在直流或低频交流情况下，导体表面的电场强度与其曲率半径成反比例关系。因此，在传输大功率时，为了减小导体表面的电场强度并提高输电能力，需要采用大曲率半径的形状来设计导线。而在高频交流
情况下，则存在肌理效应，导致电流主要集中在导线表面，因此需要
采用圆形截面的导线来减小电阻损耗。
2. 电磁感应原理
当导线中通过交流电流时，将会在周围产生一个磁场。这个磁场不仅
会影响到相邻的导线，还会影响到地面上的物体。为了减小这种影响，需要采用高塔和跨距大的设计来降低磁场强度。
3. 绝缘性能原理
架空线中的绝缘子主要起到隔离导线与杆塔之间的作用。绝缘子的绝
缘性能取决于其材料、结构和表面状态等因素。常见的绝缘材料包括
陶瓷、玻璃纤维增强塑料等。为了提高绝缘子的可靠性和寿命，需要
对其进行定期检测和维护。
四、架空线特点
1. 输电能力高
架空线采用悬挂式结构，可以有效降低与地面接触，从而减少了绝缘
子串数目，并提高了输电能力。
2. 维护成本低
架空线结构简单，维护成本低。杆塔和导线可以进行定期检查和维护，需要更换的部件也比较容易更换。
3. 抗风能力强
架空线采用悬挂式结构，可以有效降低风的影响，从而提高了输电线
路的稳定性和可靠性。
五、总结
架空线是一种高压输电线路结构，其主要特点是将导线悬挂在高塔上方，以减少与地面的接触。架空线在电力系统中占有重要地位，其输
电能力、可靠性和经济性都比地下电缆更为优越。架空线的原理包括
电场分布原理、电磁感应原理和绝缘性能原理等。架空线具有输电能
力高、维护成本低、抗风能力强等特点。
2.2电力线路的参数及数学模型 电力线路分为架空线路和电缆线路。由于架空线路比电缆线路建造费用低，施工期短，维护方便，因此架空线路应用更为广泛。 2.2.1 电力线路的基本结构 1.架空线路 架空线路主要由导线、避雷线（又称架空地线）、杆塔、绝缘子串和金具等部分组成，如图（2-11）所示。导线用来传导电流，输送电能。避雷线用来将雷电流引入大地，保护线路免遭直击雷的破坏。杆塔用来支撑导线和避雷线，并使导线和导线之间、导线与接地体之间保持必要的安全距离。绝缘子用来使导线与导线、导线与杆塔之间保持绝缘状态，它应能承受最高运行电压和各种过电压而不致被击穿或闪络。金具是用来固定、悬挂、连接和保护架空各主要元件的金属器件的总称。 图2-11架空线路 2.电缆线路 电缆是将导电芯线用绝缘层及防护层包裹，敷设于地下、水中、沟槽等处的电力线路。由于其造价高，故障后检测故障点位置和维修较麻烦等缺点，因而使用范围远不如架空线路。但电缆线路具有占地面积少，供电可靠，极少受外力破坏，对人身也较安全，可使城市美观等优点。因此，在大城市空中走廊的地区，在发电厂和变电所的进出线处，在穿过江河湖海地区以及国防或特殊需要的地区，往往都采用电力电缆线路。 2.2.2电力线路的参数 对电力系统进行定量分析及计算时，必须知道其各元件的等值电路和电气参数。本节主要介绍电力线路的参数及其计算。 电力线路的电气参数是指线路的电阻r、电抗x、电导g和电纳b。下面就架空线路参数进行讨论（架空线一般采用铝线、钢芯铝线和铜线）。 1. 输电线路的电阻 有色金属导线（含铝线、钢芯铝线和铜线）每单位长度的电阻可引用电路课程中导体的电阻与长度、导体电阻率成正比，与横截面积成反比的原理计算： (2-26) 式中，r为导线单位长度电阻，；为导线材料的电阻率，；S为导线截面积，mm2。 在电力系统计算中，导线材料的电阻率采用下列数值：铜为18.8，铝为 31.5。它们略大于这些材料的直流电阻率，其原因是：①通过导线的三相工频交流电流，而由于集肤效应和邻近效应，使导线内电流分布不均匀，截面积得不到充分利用等原因，交流电阻比直流电阻大；②由于多股绞线的扭绞，导线实际长度比导线长度长2%~3%；③在制造中，导线的实际截面积比标称截面积略小。
10KV架空线路基础知识 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。 架空线路常用的导线型号及符号的含义： 架空线路常用的导线有裸导线和绝缘导线.按导线的结构可分为单股,多股及空芯导线.按导线使用材料分为铜导线,铝导线.钢芯铝导线,铝合金导线和钢导线等. 送、配电架空电力线路采用多股裸导线,低压配电架空线路可使用单股裸铜导线. 常用的裸导线有以下几种: 1裸铜导线(TJ)、2裸铝导线(LJ)、3钢芯铝导线(LGJ,LGJQ,LGJJ)、4铝合金导线(HLJ)、5钢导线(GJ) ?导线型号中的拼音字母的含义 T-铜导线 J-绞线 L-铝导线 G-钢芯 Q-轻型 H-合金 型号中一字线后的数字表示导线的截面积平方毫米 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。
配电网的接线方式 一、架空路线 中压配电网的接线方式，架空路线主要有放射式、普通环式、拉手环式、双路放射式、双路拉手环式等五种。 （1）放射式 放射式结构见图1–2，线路末端没有其它能够联络的电源。这种中压配电网结构简单，投资较小，维护方便，但是供电可靠性较低，只适合于农村、乡镇和小城市采用。 图1–2 放射式供电接线原理图 （2）普通环式 普通环式接线是在同一个中压变压器的供电范围内，把不同的两回中压配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络，见图1–3。当中压变电站10kV侧采用单母线分段时，两回线路最好分别来自不同的母线段，这样只有中压变电站全停时，才会影响用户用电，而当中压变电站一母线停电检修时，用户可以不停电。这种配电网结构，投资比放射式要高些，但配电线路停电检修可以分段进行，停电范围要小得多。用户年平均停电小时数可以比放射式小些，适合于大中城市边缘，小城市、乡镇也可采用。 图1–3 普通环式供电接线原理图
（3）拉手环式 拉手环式的结构见图1–4。它与放射式的不同点在于每个中压变电站的一回主干线都和另一中压变电站的一回主干线接通，形成一个两端都有电源、环式设计、开式运行的主干线，任何一端都可以供给全线负荷。主干线上由若干分段点（一般是安装油浸、真空、产气、吹气等各种形式的开关）形成的各个分段中的任何一个分段停电时，都可以不影响其它各分段的停电。因此，配电线路停电检修时，可以分段进行，缩小停电范围，缩短停电时间；中压变电站全停电时，配电线路可以全部改由另一端电源供电，不影响用户用电。这种接线方式配电线路本身的投资并不一定比普通环式更高，但中压变电站的备用容量要适当增加，以负担其它中压变电站的负荷。实际经验证明，不管配电网的接线形式如何，一般情况下，中压变电站主变压器都需要留有30%的裕度，而这30%的裕度对拉手环式接线也已够用。当然，推荐的裕度要更高些，是40%。 拉手环式接线有两种运行方式，一种是各回主干线都在中间断开，由两端分别供电，如图1–4（a）所示。这样线损较小，配电线路故障停电范围也较小，但在配电网线路开关操作实现远动和自动化前，中压变电站故障或检修时需要留有线路开关的倒闸操作时间。另一种是主干线的断开点设在主干线一端，即由中压变电站线路出口断路器断开，如图1–4（b）所示。这样中压变电站故障或检修时可以迅速转移线路负荷，供电可靠性较高，但线损增加，是很不经济的。在实际应用时，应根据系统的具体情况因地制宜。 图1–4 拉手环式供电接线原理图 （a）中间断开式；（b）末端断开式 （4）双线放射式 双线放射式的结构如图1–5所示。这种接线虽是一端供电，但每基电杆上都架有两回线路，每个用户都能两路供电，即常说的双“T”接，任何一回线路事故或检修停电时，都可由另一回线路供电。即使两回线路不是来自两个中压变电站，而是来自同一中压变电站
架空线路电流融冰技术导则 一、引言 架空线路是电力系统中常见的输电方式，但在寒冷的冬季，架空线路可能会受到冰雪的影响，导致线路受损甚至发生断裂。为了解决这一问题，研发了架空线路电流融冰技术，本文将就该技术进行介绍和指导。 二、架空线路电流融冰技术的原理 架空线路电流融冰技术利用电流的热效应来解决冰雪对线路的影响。当电流通过线路时，会产生一定的热量，这种热量可以将覆盖在线路上的冰雪融化，从而保持线路的正常运行。 三、架空线路电流融冰技术的实施步骤 1. 确定冰雪覆盖情况：在实施架空线路电流融冰技术之前，需要先对冰雪覆盖情况进行调查和分析。可以利用无人机、红外热像仪等设备进行检测，了解冰雪覆盖的程度和范围。 2. 确定融冰电流参数：根据冰雪覆盖情况，确定适当的融冰电流参数。电流的大小和频率都会对融冰效果产生影响，需要根据实际情况进行调整。 3. 实施电流融冰：通过调整输电系统的运行参数，使电流通过架空线路，产生热效应进行融冰。可以根据需要进行定时定量的融冰操
作，也可以根据实时监测结果进行调整。 4. 监测融冰效果：在实施融冰操作后，需要对融冰效果进行监测和评估。可以利用红外热像仪等设备进行实时监测，也可以进行现场巡视和检查。 四、架空线路电流融冰技术的优势和应用 1. 低成本高效率：相比其他融冰方法，架空线路电流融冰技术具有成本低、效率高的优势。只需进行适当的系统调整，即可实现线路的融冰，无需增加额外设备和材料。 2. 适用范围广：架空线路电流融冰技术适用于各种类型的架空线路，不论是输电线路还是配电线路，都可以采用该技术进行融冰。 3. 环境友好：相比传统的化学融冰方法，架空线路电流融冰技术无需使用化学融冰剂，对环境无污染，更符合可持续发展的要求。 4. 自动化控制：架空线路电流融冰技术可以通过自动化控制系统进行操作和监测，无需人工干预，提高了线路运行的稳定性和可靠性。 五、架空线路电流融冰技术的注意事项 1. 保护设备安全：在实施融冰操作时，需要确保设备的安全运行。电流过大可能会对设备造成损坏，因此需要合理控制电流参数。 2. 防止电网波动：电流融冰操作可能会对电网产生一定的波动，需
一、高压线路结构 1.电力网的结构有几部分？各自的作用。 答：电力网的结构包括输电线路,配电线路，线路两端的变电所。输电线路的作用是输送电能，配电线路是分配电能。 2.输电的电压等级有哪几种？ 答：电压在1kv以下为低压，1-10kv称为中压，35-220kv为高压，330-1000kv超高压，1000kv以上为特高压。 3.高压输电为什么要用分裂导线？详细说明原理。 答：高压输电用分裂导线是为了减少电晕损耗和电抗，提高输电系统的稳定性，大大提高远距离输电的容量。使用分裂导线使导线表面电场减小，减小可听躁音降低对高频通信，无线电的影响。 原理： 4.什么叫气象条件？简述大气沉降对输电的影响。 答：可能的风速，覆冰厚度，大气温度和湿度叫做气象条件。大气沉降指雨，雪，雹，露，雾凇，污秽覆在绝缘表面，使其绝缘层脱落或使绝缘层表面变粗糙，让导线的电场变强，出现电晕现象。电能的损耗加大。 5.架空导线应具备哪些特性？ 答：架空导线具有电阻系数小，机械强度高，耐腐蚀强，重量轻等特点。 6.架空导线的排列方式有哪些？各有什么优缺点？ 答：架空导线的架空方式有单回路和回路并架两种方式。对于单回路输电线路导线在杆塔上的排列方式有三角形排列和水平排列两种方式。双回路并架导线的排列方式有伞形排列，鼓形排列，干字排列形等几种方式。导线的排列大致都可分为水平排列和竖直排列两种，运行经验表明，水平排列的导线较竖直排列的较差特别是在重冰区，和电晕严重地区更为突出，因为导线垂直排列时，下层导线在冰层突然脱落时上下跳跃易发生上下跳跃，易发生相间闪烁。导线附近有大风湿度较大，常有电晕的地区易发生导线舞动，这时上下层导线易发生碰撞而发生事故，水平放置的导线不易发生上述状况，而且水平排列的杆塔高度较低，可减小雷击机会，但水平排列的杆塔比垂直排列的杆塔结构复杂，使杆塔投资加大。电压在220KV以下，导线截面不特别大的单回路以采用三角形较为经济，电压在330KV 以上时一般采用水平排列。 7.三相输电线的换位方式有哪些？各自的适用条件是什么？ 答：三相输电线的换位方式有滚式换位和点式换位。滚式换位适用于高压输电但不适用于重冰区，点式换位适用于重冰区的地方。 8.绝缘子按材料划分有几类？各自的优缺点是什么？ 答：绝缘子按材料分类可分为电瓷绝缘子，玻璃绝缘子，硅橡胶绝缘子。电瓷绝缘子具有耐腐蚀，抗老化电气绝缘强度和机械强度高，缺点是绝缘材料若有缺陷需过几年才开始发现因此要定期带电预防性实验。玻璃绝缘材料机械强度，不易老化强度和电气性能高于电瓷绝缘材料。缺点是有缺陷时玻璃体自行破碎。硅橡胶绝缘材料应用广泛，水分不易附着在其表面具有很高的抗张强度，重量轻体积小，便于施工维护。 9.简述绝缘子盘的作用。 答：增加沿面放电路径，和泄漏距离。 10.避雷线的作用是什么?说明防雷功能。 答：避雷线是防止雷直击导线，对雷击电流有分流作用。雷击电塔时一部分从电塔流向大地，一部分通过避雷导线流走。
架空线原理 一、引言 架空线是一种高压输电线路结构，其主要特点是将导线悬挂在高塔上方，以减少与地面的接触，从而降低了绝缘子串的数量和维护成本。架空线在电力系统中占有重要地位，其输电能力、可靠性和经济性都比地下电缆更为优越。本文将详细介绍架空线的原理。 二、架空线结构 架空线主要由导线、杆塔和绝缘子组成。导线是输送电能的主体，通常采用铝合金或钢芯铝绞线；杆塔是支撑导线的结构体，通常采用钢管或混凝土杆；绝缘子则起到隔离导线与杆塔之间的作用。 三、架空线原理 1. 电场分布原理 在直流或低频交流情况下，导体表面的电场强度与其曲率半径成反比例关系。因此，在传输大功率时，为了减小导体表面的电场强度并提高输电能力，需要采用大曲率半径的形状来设计导线。而在高频交流
情况下，则存在肌理效应，导致电流主要集中在导线表面，因此需要 采用圆形截面的导线来减小电阻损耗。 2. 电磁感应原理 当导线中通过交流电流时，将会在周围产生一个磁场。这个磁场不仅 会影响到相邻的导线，还会影响到地面上的物体。为了减小这种影响，需要采用高塔和跨距大的设计来降低磁场强度。 3. 绝缘性能原理 架空线中的绝缘子主要起到隔离导线与杆塔之间的作用。绝缘子的绝 缘性能取决于其材料、结构和表面状态等因素。常见的绝缘材料包括 陶瓷、玻璃纤维增强塑料等。为了提高绝缘子的可靠性和寿命，需要 对其进行定期检测和维护。 四、架空线特点 1. 输电能力高 架空线采用悬挂式结构，可以有效降低与地面接触，从而减少了绝缘 子串数目，并提高了输电能力。
2. 维护成本低 架空线结构简单，维护成本低。杆塔和导线可以进行定期检查和维护，需要更换的部件也比较容易更换。 3. 抗风能力强 架空线采用悬挂式结构，可以有效降低风的影响，从而提高了输电线 路的稳定性和可靠性。 五、总结 架空线是一种高压输电线路结构，其主要特点是将导线悬挂在高塔上方，以减少与地面的接触。架空线在电力系统中占有重要地位，其输 电能力、可靠性和经济性都比地下电缆更为优越。架空线的原理包括 电场分布原理、电磁感应原理和绝缘性能原理等。架空线具有输电能 力高、维护成本低、抗风能力强等特点。
输电线路架空地线 输配电线路*大飞 1、概述 架空输电线路一般由基础、杆塔、金具、绝缘子、导线、地线（含OPGW光缆）、接地设施等部分组成（如下图）。在架空输电线路导线上方，为尽量避免输电线路导线直接遭受雷击而架设的电力线，既为架空地线（简称地线），又称为避雷线。架空地线除具有防雷作用以外还具有短路电流分流的重要作用。 图架空输电线路的基本组成 架空输电线路分布广、地处旷野、纵横交错，延绵数百公里，在雷雨季节容易遭受雷击而引起送电中断，成为电力系统中发生停电事故的主要原因之一。安装架空地线可以减少雷害事故，提高线路运行的安全性。架空地线是高
压输电线路结构的重要组成部分。高压、超高压及特高压变电所占地面积广，要求防直击雷的区域大，安装避雷针会有困难，因而有时也采用架空地线保护，架空地线都是架设在被保护的导线上方。在线路上方出现雷云对地面放电时，雷闪通道容易首先击中架空地线，使雷电流进入大地，以保护导线正常送电。同时，架空地线还有电磁屏蔽作用，当线路附近雷云对地面放电时，可以降低在导线上引起的雷电感应过电压，减少雷电直接击于导线的机会。架空地线必须与杆塔接地装置牢固相连，以保证遭受雷击后能将雷电流可靠地导入大地，降低塔顶电位，并且避免雷击点电位突然升高而造成反击，提高耐雷水平。 图雷击地线（雷击杆塔与地线为反击雷） 据统计数据显示，生活用电及工农业用电中，电力系统断电跳闸事故主要因素分别为雷击、人为或是自然灾害等，而其中雷电导致跳闸约占总跳闸数的40%~70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区雷击故障尤为突出。相关资料表面，日本50%以上事故的雷击输电线路引起，美国275kV~500kV总长为2700km的输电线路连续三年雷害事故占总事故的比例高达60%。天气变化是不可控因素，所以只能在人力可控范围内，提高输电系统的安全性及防灾性。架空地线就是电力系统减灾防灾的一项重要技术措施。 输电线路架空地线运用实践表明，架空地线能有效防止雷电直击输电导线；当雷击输电线路杆塔时，架空地线能起到分流作用，减小杆塔塔顶电位，防止雷电反击；当雷击输电线路附近大地时，架空地线能起到屏蔽作用，降低输电导线上的感应雷过电压。
架空线路导线展放张力及牵引力精确计算方法 ▲张力架线 0 导语 根据工程设计及现场实际条件，合理确定导线展放张力及牵引力，精确计算张力和牵引力，对于导线展放施工的安全顺利进行，具有十分重要的意义。线路工程中，导线展放一般采用张力展放的方式，即通过张力机和牵引机使导线处于腾空状态，在专用防扭钢丝绳的牵引下，以张力机为起点，逐一通过塔上的架线滑车，直到设定的放线段的终点。合理地确定导线的展放张力值，以及与之相对应的牵引力值，作为机械设备、工机具选型的依据，同时用以评估架线系统的安全性。所以，导线展放施工前，必须精确计算设定工况下的张力及牵引力。
▲张力及牵引力计算示例 1 导线展放张力及牵引力控制原则 1.1 满足架空导线对障碍物的安全距离要求 导线展放时，应使导线对垂直下方的障碍物、被跨越物净空距离满足安全规范的要求，障碍物主要是指被跨越的电力线、通信线公路、铁路、河流、桥梁、房屋等设施或建筑物，对地面也要满足相应的净空距离，以避免导线对下方设施或建筑物造成影响，或使导线受到磨损。这就需要对导线施加合适的张力，使导线腾空到需要的高度。 1.2 满足架线系统安全要求 导线张力越小，架线系统各部位受力就越小，架线系统（指机械设备、地锚、放线滑车、钢丝绳、连接器、跨越架等）安全性就越高；反之，则架线系统的安全性就越低。但张力过小就不能保证架空导线对障碍物的安全距离要求，甚至造成拖地情况。所以，在满足架线系统安全、架空导线对障碍物距离的前提下，展放张力应尽可能小。 1.3 能够充分利用现有机械设备 导线的张力，是通过架线区段两端的机械设备施加而获得的，张
力及牵引力设定时，必须充分考虑机械设备的性能，通过正确计算所需要的张力和牵引力，采用适当的展放工艺，使现有设备能够满足工艺要求。 1.4 尽可能减少导线损耗 导线展放张力越小，导线越松弛，则需要的导线长度越大，造成的损耗越多。为了减少施工损耗，一般在每相导线展放接近终点时（牵引板经过最后一个滑车时），适当加大张力，收紧导线，减少余线，降低损耗，同时也方便后续紧线施工。 1.5 避免滑车上扬 部分塔位由于受地形限制，两侧塔位较高，当导线张力较大时，将会使放线滑车上扬，所以导线展放张力及牵引力的确定，应避免导致滑车上扬。 2 计算原理及方法 架空导线的展放张力及牵引力基于以下两项原理： 1 线档高悬挂点处架空线的轴向张力等于低悬挂点处架空线的轴向张力叠加两悬挂点垂直高差段架空线的垂向重力。线档低悬挂点处架空线的轴向张力等于高悬挂点处架空线的轴向张力减去两悬挂点垂直高差段架空线的垂向重力。 2 受放线滑车自身摩擦阻力影响，导线与滑车相切处牵引机侧的轴向张力等于张力机侧导线轴向张力与滑车摩阻系数的乘积。
对输电线路架空地线接地方式探讨熊权义 摘要：光纤复合架空地线（OPGW）是由输电线路架空地线与光纤复合而成，兼 具地线防雷和通信的功能。文章主要对输电线路光纤复合架空地线接地方式进行 了简要分析，以供参考。 关键词：输电线路；架空地线；特点；方式 光纤复合架空地线（OPGW）不但兼具地线和光缆的双重功能，而且还能有 效提高电力杆塔的利用效率，节省电力建设的投资。OPGW作为高压输电线路的 屏蔽线、防雷线和通信线，不但能对电力导线抗雷闪放电提供保护，而且能在高 压输电线路发生短路故障时起屏蔽作用，减少短路电流对电网和通信网的干扰和 负面影响。光纤复合架空地线目前所采用的接地方式均为逐塔接地。在线路运行中,逐塔接地的OPGW中将有感应电流流过,从而产生一定的电能损耗。在整个线 路工程全寿命使用期间,OPGW所消耗的总电能很大。因此,本文重点分析了分段 绝缘单点接地方式,对建设“节能型、环保型”输电线路具有积极意义。 1架空地线概述 架空地线装设在导线上方，且直接接地，作为防雷保护之用，以减少雷击导 线的机会，提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，保证线路安全送电。架空线 路距离长，且暴露在旷野之中，遭受雷击的机会较多，应根据网路的电压等级、 负荷的重要性，以及所经地段雷电日的多少和投资情况，可沿全线或仅在变电所进、出线段装设架空地线。 雷电是客观的自然现象，是无法防止的。架空地线的工作原理和避雷针是一 样的，它是架设在架空线路上方的金属导线，并接地良好。它能有效地将雷电的 放电引入大地。当架空线路遇到雷击时，可能打在线缆上，也可能打在电杆上。 雷击线缆时，在线缆上将产生远高于线路电压的所谓“过电压”。而避雷线可以保 护住线缆，使雷尽量落在避雷线上，并通过电杆上的金属部分和埋设在地下的接 地装置，使雷电流流入大地。在雷击不严重的110千伏及较低电压的线路上，通 常仅在靠近变电所两公里左右范围内装设架空地线，作为变电所进线的防雷措施。架空地线一般使用镀锌钢绞线架设，常用的截面是25、35、50、70平方毫米。 导线的截面越大，使用的架空地线截面也越大。 2光纤复合架空地线的结构特点 OPGW是由含光纤的缆芯和绞合的金属线材组成的。其中光纤是非电磁材料，利用纤芯和包层两种材料折射率的大小差异，使光能在光导纤维中传输。光纤回 路所传输的信号是光信号，具有不受外界电磁干扰和危害的优越特性。光纤通信 系统具有传输损耗低、信息容量大、传输距离长、保密性强等优点，是当今最先 进可靠的通信方式。光缆外面绞合的金属线材可以使光缆更为可靠、稳定、牢固，不但起到保护光纤的作用，而且具有与传统的普通地线几乎一致的机械特性和电 气特性，能提供相应的机械强度，承载流过的短路电流。采用OPGW，相当于架 设了一根良导体架空地线，可以收到减少输电线潜供电流、降低工频过电压、改 善电力线对通信线的干扰及危险影响等多方面的效益。由于光纤具有抗电磁干扰、自重轻等特点，它可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂位置和电磁 腐蚀等问题。无论是新装还是改装，OPGW都不会增加铁塔的负荷，而且可以保 持现有档距，非常适合应用在高压输电线路上。因而，OPGW具有可靠性较高、 机械性能优越、成本较低等显著特点，这种技术在新敷设或更换现有地线时采用 尤其合适和经济。目前国际上已公认基于OPGW的通信方式是电力系统最有发展
防雷保护的基本措施 1.避雷针 原理：当雷闪放电时使地面电场畸变，避雷针顶端形成局部场强集中空间，以影响雷是导致电的发生方向。使雷间对避雷针放电。再经过接地装置将雷电流引入大地，保护物体免遭雷击。 避雷针的保护范围——被保护物体在此空间内不遭受直接雷击。 H定向高度——雷光导致电发到距离地面某一高度H，才会在一定范围内受避雷针影响棉队避雷针放电。H避雷针高度 H≤30m h≈20h h＞30m H≈600m Kx被保护物体的高度，避雷针有效高度ha=h-hx 避雷针保护半径 P避雷针高度影响系数。 H≤30m时P=1 30≤h≤120m 2.避雷线 架空地线原理与避雷针一样，主要用于架空输电线保护发电厂、变电所。
处于较高的位置承受雷电，从而保护线。 分流作用：减小流经杆塔入地的雷电流，从而降低塔顶电位。 偶合作用：减小经杆塔入地的雷电流，从而降低塔的地位。 避雷线保护范围 rx=0.47(h-hx)p hx≥h/2 rx=(h-1.35hx) p hx＜h/2 保护角——表示避雷线对导线的跋扈程度，避雷线与外侧导线之间的夹角杆塔设计山区采用小保护角。 为降低损耗，采用避雷线绝缘子——小间隙接地，运行时避雷线对地绝缘，雷击时间隙击穿，避雷线接地。 避雷线保护范围 3.避雷器 接地装置——特意埋设于底下的一组导体，减小避雷针（线、器）与大地之间的电阻值，降低雷电冲击电压幅值专门限制线线路穿来的雷电过电压或操作过电压的一种电气设备保护原理不同于前两种，实质上是一种放电，限制电压附值。
基本要求： ①具有良好的伏妙特性，较小的冲击系数，易于实现合理的绝缘配合。 ②具有较强的快速切断工频续流，快速自动恢复绝缘强度的能力。 一带内冲击电压下放电——系统对地短路——避雷器中形成工频短路接地电流工频续流。 工频续流——电弧放电形式存量。 要求避雷器在第一次电流过0时即应切断工频续流，使电力交流能正常工作。 类型：保护间隙，排气式避雷器（管式避雷器）阀型避雷器全屋氧化场避雷器氧锌。 4. 接地装置 埋入地中全民接地体 作用：降低接地电阻 接地电阻——接地点电位与接地电流比值，接地阻抗——大地阻抗效应的总和。 工作接地：作用是稳定电网的对地电位降低电气设备的绝缘水中，系统的中性点接地。0.5-5 保护接地：作用是保护人身安全，如外壳接地1 -10 防雷接地：输电铁塔避雷针下的接地装置——作用降低
地铁架空地线和高架段接触网的防雷技术 摘要：近年来，我国地铁交通行业快速发展，地铁建设工程也逐年增多，一、 二线城市地铁运输人群已超过68%，地铁的安全运作对于保障人们的安全出行尤 为重要。目前，随着高架段地铁的增多，使得地铁遭受雷击引起故障问题出现的 情况越来越多，因此，需对地铁使用必要的防雷措施，保障期安全运行。本文就 先对地铁运行的现状进行概述，分析地铁防雷的重要性，详细阐述地铁架空地线 技术及高架段接触网防雷技术及相关措施。 关键词：架空地线；高架段接触网；防雷技术 地铁是一种现代化公共交通工具，拥有安全、舒适、快速等诸多优点[1]，为 人们安全出行提供了更多选择，是我国城市现代化发展中的重点建设项目。但由 于部分地区雷电现象反生频繁，雷电产生的高压电流极易对地铁内部电气设备的 正常运作造成影响或损坏，特别对于部分高架段地铁而言，地铁裸露在地表，受 雷电干扰程度更大，对地铁的安全运行造成极大影响。因此，加强地铁防雷技术 建设，也是未来现代化发展中的必然趋势。 一、地铁防雷的必要性 1.1雷电的威胁 地铁系统大多由机电、电子等各类电器设备构成，且地铁内部及地铁站内各 种电子设备分布密度极高，地铁系统有着人体“中枢神经”般的作用[2]，维护着整 个地铁交通的正常运行。在地铁系统中的通讯、信号等弱电系统对外界电流变化 极为敏感，雷电产生的高压电流将极易引起弱电系统瘫痪，进而扰乱整个地铁运 输秩序，对地铁站造成极大经济损失，甚至对乘客的人身安全带来威胁[3]。此外，若被强烈雷电直接击中，引发火灾，其造成的后果及损失将不堪设想。 1.2雷电侵入方式 高架段接触网遭受雷击时，可根据雷击发生过程不同分为“直击雷”与“感应雷”两种，直击雷指在地铁正常运行中，地铁车辆段、地铁站建筑、露天接触网或其 周围地面直接遭受雷击，将直接对地铁设施、工作人员及乘客造成直接伤害[4]； 感应雷是指雷击产生的高压电流对对地铁轨道、线路及控制设施等造成干扰，进 一步影响地铁及地铁指挥站内的电源、照明、通讯等多方面系统；对于部分裸露 的高架段地铁线路，遭受“直击雷”与“感应雷”的概率更高，且受雷击的影响及危 害程度更大，因此，防雷技术的合理运用对维护地铁系统的正常运行、保障乘客 人身安全及减少地铁运行经济损失有着重要意义[5]，而明确雷电对地铁造成影响 的途径，可为地铁防雷工作的有序开展提供指导作用。 二、架空地线防雷 2.1架空地线防雷现状 随着地铁出现雷击现象越来越频繁，部分地铁建设也利用架设架空地线的方 式防护雷电对地铁运行的影响，但电力系统中的输电线路与地铁系统中的接触网 间存在一定差异[6]，且相关建设、设计并没有明确的标准规定。总体来讲，我国 现阶段还需要对架空地线防雷技术进行更加深入的研究。 2.2架空地线防雷原理 架空地线防雷主要是将架空地线与接地装置连接，使雷电电流可通过接地线 流入大地，减小雷电的危害区域。常用架空地线的安装方式主要使用安装在倒线 上方或安装在支柱顶端，两种方式，通过架空地线可有效减少地铁系统接触网遭 受雷电闪络的次数[7]，保障地铁系统正常运行，且据研究显示，地线架空高度越
35kV架空线路感应过电压研究 摘要：配电网架空输电线路的绝缘水平较低，因此雷电感应过电压引起的雷击 跳闸率很高。为了提高配电网架空输电线路的安全可靠性，文章介绍了雷电感应 过电压的概念，分析了配电网架空线路感应雷过电压的机理，探讨了有效防止雷 电过电压的策略。 关键词：35kV；架空配电线路；感应过电压； 引言 在我国电力系统不断发展、电网规模不断扩大的现阶段，35kV配电线路已经 成为配网建设中的重要组成部分，其运行状态的好坏直接关系到整个供电系统的 正常运行和社会生活与生产。但是，由于35 kV配电线路一般都是裸露在外部空 气当中的，极易受到雷击，从而导致供电设备的损坏，其出现故障的概率已经达 到了90%以上，再加之配电线路防雷工作的研究还没有实现进一步的完善，使对 配电线路雷电感应过电压的特性分析工作变得尤为重要，以实现最大程度降低雷 击事故的发生。 一、雷电感应过电压概述 雷电感应过电压，实际上就是指电气设备的附近地面被雷击中后会进行放电，在此过程中由于空间内的电磁场出现了突然性的变化，在没有被雷直接击中的电 气设备出现了感应的过电压。以负雷电为例，在雷云和先导通道的电场中存有线路，并在导线上形成束缚电荷，这时在先导通道中并不会形成明显的电流；当雷 云在线路的附近地面进行放电的过程中，之前所聚集的负电荷会被快速的中和， 使得先导通道的电场快速的下降，导线上的束缚电荷在得到释放之后会沿着导线 的两侧运动，因此便形成了雷电感应过电压。感应雷过电压的数值计算通常情况 下首先是根据主放电雷电流模型计算出不同距离位置处的电磁场分布，然后再根 据线路和电磁场的耦合关系计算出在对应电磁场中的感应过电压。 二、雷电放电过程及雷电流 在运动比较强烈的对流云中，当云体处在零摄氏度一下时，会出现冰晶和过 冷水滴共存的现象，冰晶之中存在着大量的自由离子，有的带正电，有的带负电。在温度升高之后，正负离子的浓度会不断加大，如果在冰晶的两端温差稳定，那 么随着温度的升高，较冷的一端会出现多余的正电荷，较热的一端则会出现多余 负电荷。当冰晶发生破裂时，会造成一部分冰晶带正电，一部分带负电。目前， 广大的专家和学者认为温差起电机理是形成雷雨云起电的最主要因素。 当雷云聚集区形成的电场强度达到放电的临界点时，就会出现雷电放电现象，放电的种类分为雷云内部、雷云与大地、雷云和雷云以及雷云与空气。一般情况下，雷电放电发生在云体的内部，不会威胁到电力系统。但是当雷云对大地放电时，会引起电磁场机理的变化，进而对电力系统产生严重影响。雷云和大地之间 产生的雷电主要分为向下负雷电、向上正雷电、向下正雷电和向上负雷电四种。 三、配电网架空线路感应雷过电压的机理 1、首先，在雷电放电的先导阶段，配电网的架空线路处在雷云密布先导通道的强烈电场之中。如果此时的雷云带有较多的负电荷则会产生较大的静电感应， 使导线方向的电场由于强度分量的分散，将配电网导线两端的电荷与雷云的正电 荷相互吸引而产生了束缚电荷。而在雷云较多的时候在导线上存在的负电荷会因 为导线方向的电场够强而因此产生了一定的排斥作用，从而导致了导向上电荷的 两端急速运动，在急速运动的过程中产生的电荷因泄漏全部的流入大地，由此就
第四章架空线路的选线和定位 第三节架空送电线路模板定位方法 字体大小小中大 一、纵断面图及平面图 纵断面图是沿线路中心线的剖面图，表示沿中心线的地形、被跨越物的位置和高程。 而平面图则表示沿线路中心线左右各20－50m宽地带的地形平面图。平面图和断面图都展 成直线画在一张图上，简称平断面图。当线路遇到有转角时，在平面图上标出转角方向， 并注明转角的度数。 地形复杂时，例如当线路中心与边线高差较大，边线对地限距有可能不满足要求时，还需画出局部横断面图。 纵断面图比例一般水平方向为1：5000、垂直方向为1：500；对于地形复杂的地区或要求精度比较高时，水平方向为1：2000，垂直方向为1：200。 在平断面图的下方，应填上桩号、标高和桩距。并应留有填写杆塔形式、杆塔编号和档距等的空栏，备定位时使用。图4－2示出了某条线路的一段平断面图。 图4－2线路平断面图 二、定位模板曲线 模板曲线就是最大弧垂气象条件下按一定比例尺绘制的导线的悬垂曲线。它是在最大弧垂的时候，导线悬挂在空中的相似形状，绘制模板曲线是用于进行杆塔定位的。已知导线悬挂曲线的平抛方程为； 根据悬链线方程的展开式，取前两项为或用导线的悬链线方程，即
令：(4-3) 显然，在一定气象条件下，K是个常数。 则导线悬垂曲线的前述三种方程分别变为： (4-4) 或(4-5) 或(4-6) 在绘制定位模板曲线时，上列各式中 g—最大垂直弧垂时的比载（N/m·mm2)； σ0—最大垂直弧垂时的导线水平应力（MPa）式(4－4)～式(4－6)所表示的曲线叫最大垂直弧垂曲线，也叫模板曲线，把它按一定比例尺刻在透明的赛璐珞板（1－2mm厚）上，就是弧垂模板，称为通用弧垂模板(也叫热线板)。 应当注意，模板曲线的比例尺应和所用平断面图的比例尺相同。 模板曲线通常绘制成和纵轴对称形式，横方向的总长度约为代表档距的2－3倍，一般平原地区可取±400m.。模板上应标明K值和比例尺。模板的形状示于图4－3。 图4－3模板曲线 由式(4－4)～式(4－6)可知，当系数K或比值为一定值时，导线悬垂的形状（弯曲度）也就确定了。根据连续档导线力学计算原理可知，在连续档各档导线的水平应力相等，比载也相等。所以，连续档各档档距无论档距大小，悬垂线的形状也是相同的。因此，把模板曲线上任意两点固定作悬挂点，则其间的弧线即为该档距的导线的悬垂曲线。三、用模板定位方法
在高压架空线路的设计中，不同气象条件下架空线的弧垂、应力、和线长占有十分重要的位置，是输电线路力学研究的主要内容。这是因为架空线的弧垂和应力直接影响着线路的正常安全运行，而架空线线长微小的变化和误差都会引起弧垂和应力相当大的改变。设计弧垂小，架空线的拉应力就大，振动现象加剧，安全系数减少，同时杆塔荷载增大因而要求强度提高。设计弧垂过大，满足对地距离所需杆塔高度增加，线路投资增大，而且架空线的风摆、舞动和跳跃会造成线路停电事故，若加大塔头尺寸，必然会使投资再度提高。因此设计合适的弧垂是十分重要的。 架空线悬链方程的积分普遍形式 假设一：架空线是没有刚度的柔性索链，只承受拉力而不承受弯矩。 假设二：作用在架空线上的荷载沿其线长均布；悬挂在两基杆塔间的架空线呈悬链线形状。 由力的平衡原理可得到一下结论： 1、架空线上任意一点C 处的轴向应力σx 的水平分量等于弧垂最低点处的轴向应力σ0，即架空线上轴向应力的水平分量处处相等。 σx cos θ=σ0 2、架空线上任意一点轴向应力的垂直分量等于该点到弧垂最低点间线长L oc 与比载γ之积。 σx sin θ=γL oc 推导出： 0 tg Loc γ θσ= dy Loc dx γ σ= 即 0'y Loc γσ= （4-3）
由（4-3）推导出 10 ()dy sh x C dx γ σ=+ (4-4) 结论：当比值γ/σ0一定时，架空线上任一点处的斜率于该点至弧垂最低点之间的线长成正比。最后推到得到架空线悬链方程的普遍积分形式。C1、C2为积分常数，其值取决于坐标系的原点位置。 0(1)20 y ch x C C σγγσ= ++ （4-5） 等高悬点架空线的弧垂、线长和应力 等高悬点架空线的悬链方程 等高悬点是指架空线的两个挂点高度相同。由于对称性，等高悬点架空线的弧垂最低点位于档距中央，将坐标原点取在该点，如图： 0(1)0 y ch x σγ γσ= - （4-6） 由上式可以看出，架空线的悬链线具体形状完全由比值σ0 /γ决定，即无论何种架空线、何种气象条件。只要σ0 /γ相同，架空线的悬挂曲线形状就相同。在比载γ一定的情况下，架空线的水平应力是决定悬链线形状的唯一因素，所以平时架空线的水平张力对架空线的空间形状有着决定性的影响。 等高悬点架空线的弧垂 架空线上任意一点的弧垂是指该点距两悬点连线的垂直距离。在设计中需要计算架空线任意一点x 处的弧垂f x ，以验算架空线对地的安全距离。参照图4-2